01 Questão Energia Eólica

4 Responda os itens a seguir a O mapeamento do potencial eólico de uma região pode ser realizado de acordo com as seguintes etapas no fluxograma O estudo iniciase com a estimativa da velocidade do vento dentro da região o levantamento da área aproveitável para um parque eólico sua potência e a energia gerada Velocidade do vento I Área aproveitável II Potência do parque eólico III Energia fornecida Os elos I II e III entre uma etapa e outra representam as possibilidades e premissas para a transição de um bloco para outro Escreva sobre os termos taxa de ocupação fator de capacidade e potência de cada gerador Associe cada termo a um dos elos no fluxograma Dica utilize gráficos diagramas e equações para embasar sua resposta b Em uma turbina eólica genérica apresente o total de energia cinética disponível numa área de 1 m² com velocidade de 5 ms durante 100 horas Adote a densidade do ar igual a 12 kgm³ a O mapeamento do potencial eólico de uma região é um processo que envolve diversas etapas interligadas conforme representado no fluxograma Esse processo iniciase com a estimativa da velocidade do vento passa pela identificação da área aproveitável para instalação de turbinas determina a potência do parque eólico e por fim resulta na energia fornecida ao longo do tempo Entre essas etapas existem elementos de transição os elos I II e III que representam fatores e premissas técnicas essenciais para converter as informações de uma etapa na base para a etapa seguinte A seguir descrevemos detalhadamente cada um desses elos e os termos técnicos associados Elo I Da velocidade do vento para a área aproveitável Taxa de Ocupação A primeira transição envolve a estimativa da área útil em função da velocidade e da direção predominante dos ventos Esse elo é influenciado principalmente pela taxa de ocupação que define qual fração da área total disponível pode de fato ser usada para a instalação de turbinas eólicas Esse fator leva em conta o espaçamento necessário entre aerogeradores para evitar o sombreamento aerodinâmico efeito de perturbação no fluxo de ar causado por turbinas próximas Portanto mesmo que uma grande área esteja disponível apenas uma parte dela será efetivamente utilizada A fórmula que expressa essa relação é Elo II Da área aproveitável para a potência do parque Potência de cada gerador Após determinar a área útil o próximo passo é calcular a potência total do parque eólico Para isso é necessário saber quantas turbinas podem ser instaladas e qual a potência nominal de cada aerogerador Aqui entra o conceito de potência de cada gerador que está relacionado diretamente com as características técnicas das turbinas escolhidas diâmetro das pás altura do mastro eficiência do sistema entre outros A potência total instalada no parque pode ser expressa pela seguinte equação Onde N é o número de turbinas que cabem na área útil Pturbina é a potência nominal de cada unidade geradora Elo III Da potência instalada para a energia fornecida Fator de Capacidade O último elo do processo trata da conversão da potência nominal instalada em energia efetivamente fornecida ao longo do tempo Isso é feito por meio do fator de capacidade que representa a razão entre a energia realmente produzida e a que seria produzida se a turbina operasse continuamente em potência máxima Esse fator depende das condições reais de vento na região ao longo do ano e das características de operação e manutenção do parque A energia gerada pode ser calculada com a equação Onde E é a energia gerada em kWh por exemplo t é o tempo considerado em horas O fator de capacidade normalmente varia entre 02 e 05 dependendo da região e da tecnologia b